搜索堆芯臨界棒位是反應(yīng)堆堆芯物理設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,傳統(tǒng)的線性插值方法在搜索臨界棒位時(shí)需要多次迭代,效率低、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。本文提出了一種基于控制棒價(jià)值函數(shù)的臨界棒位快速搜索方法,得到了控制棒組價(jià)值與棒位的函數(shù)關(guān)系,并應(yīng)用于三維堆芯中子學(xué)程序PBRT。通過(guò)與線性插值法對(duì)比發(fā)現(xiàn),控制棒價(jià)值函數(shù)法搜索的臨界棒位滿足臨界搜索收斂準(zhǔn)則,搜索效率明顯提高,是一種合理可行的快速調(diào)棒搜索臨界方法。 

【文章來(lái)源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2019,53(11)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１控制棒搜索臨界計(jì)算流程

ｉ－Ｈ０）（１）式中：ｋｅｆｆ，Ｈ０和ｋｅｆｆ，Ｈｉ分別為控制棒組位于初始棒位Ｈ０和Ｈｉ時(shí)的堆芯有效增殖因數(shù)。圖１控制棒搜索臨界計(jì)算流程Ｆｉｇ．１Ｃｏｎｔｒｏｌｒｏｄｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｆｌｏｗ１．２控制棒價(jià)值函數(shù)法由于控制棒價(jià)值［１２］與控制棒插入深度不呈線性關(guān)系，采用線性插值往往需多次迭代才能搜索到堆芯臨界的控制棒棒位。若能較為準(zhǔn)確地得到控制棒價(jià)值與控制棒組棒位的函數(shù)關(guān)系，則可直接計(jì)算得到滿足臨界收斂準(zhǔn)則的控制棒棒位。圖２控制棒價(jià)值函數(shù)法計(jì)算流程Ｆｉｇ．２Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｌｏｗｏｆｃｏｎｔｒｏｌｒｏｄｖａｌｕｅｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ控制棒價(jià)值函數(shù)法的計(jì)算流程如圖２所示。為便于說(shuō)明，定義棒組提出微分價(jià)值Δｋ和提出積分價(jià)值∫Δｋ，Δｋ表示控制棒提出單第１１期李治剛等：一種快速搜索臨界棒位方法的開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)９１２２

合的方法獲取控制棒組積分價(jià)值與控制棒組棒位的函數(shù)關(guān)系ｆｉ（ｚ（ｉ））。２測(cè)試與驗(yàn)證將控制棒價(jià)值函數(shù)法應(yīng)用到堆芯三維中子學(xué)程序ＰＢＲＴ的調(diào)棒臨界搜索模塊中，并以金屬冷卻快堆典型六邊形堆芯布置來(lái)驗(yàn)證該方法在實(shí)現(xiàn)快速搜索臨界棒位的可行性。在堆芯中布置有３種不同價(jià)值的控制棒組，編號(hào)為１、２、３。假設(shè)共計(jì)算１０個(gè)燃耗步，每個(gè)燃耗步步長(zhǎng)為１００滿功率天。１）控制棒組價(jià)值采用ＰＢＲＴ計(jì)算得到壽期初、壽期末３組控制棒分別單獨(dú)提出堆芯的ｋｅｆｆ。圖３示出了３組控制棒微分價(jià)值和積分價(jià)值隨控制棒組棒位的變化。從圖３可看出控制棒組提出微分價(jià)值隨控制棒組的提出呈拋物線趨勢(shì)變化，在接近堆芯活性區(qū)中部位置時(shí)，引入的ｋｅｆｆ變化幅度達(dá)到最大；控制棒組提出積分價(jià)值隨控制棒組的提出呈近似Ｓ形曲線變化。提出微分價(jià)值和提出積分價(jià)值在壽期初至壽期末的變化幅度較小，因此在控制棒價(jià)值函數(shù)方法實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，可假定控制棒價(jià)值在整個(gè)壽期（壽期較短）保持不變。采用最小二乘法多項(xiàng)式擬合方法和切比雪夫最佳擬合方法獲得各組控制棒提出積分價(jià)值與控制棒組棒位的函數(shù)關(guān)系。圖４示出了兩種擬合方法對(duì)１號(hào)棒組的擬合結(jié)果，其他棒組的擬合規(guī)律與之基本類似。從圖４可看出，擬合階數(shù)越低，擬合函數(shù)與真實(shí)結(jié)果偏差越大；５階時(shí)，最小二乘法擬合結(jié)果優(yōu)于切比雪夫法；１０階時(shí)，兩種擬合方法與真實(shí)結(jié)果完全重合為Ｓ形曲線。２）臨界棒位搜索將最小二乘法擬合的控制棒價(jià)值函數(shù)應(yīng)用到堆芯物理設(shè)計(jì)程序的調(diào)棒臨界搜索模塊中，臨界搜索收斂準(zhǔn)則為ε＝０．００１。圖５示出了控制棒價(jià)值函數(shù)法與線性插值法在第２個(gè)燃耗步時(shí)搜索臨

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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